一种基于泊洛沙姆的可注射骨修复水凝胶制作方法技术

本发明专利技术提供了一种基于泊洛沙姆的可注射骨修复水凝胶制作方法，属于医用材料技术领域。本发明专利技术可注射骨修复水凝胶制作方法，包括如下步骤：提供一种羧甲基壳聚糖

【技术实现步骤摘要】
一种基于泊洛沙姆的可注射骨修复水凝胶制作方法


[0001]本专利技术涉及医用材料
，具体涉及一种基于泊洛沙姆的可注射骨修复水凝胶制作方法。

技术介绍

[0002]对于临床上大量存在的不规则骨缺损，传统骨修复材料需在体外预制成型，经过手术切开后植入体内，病人需承受手术创伤，这种方式创伤较大，且不能完全充填骨缺损。近年来，伴随着微创外科的发展，可注射自固化材料的应用克服了这个问题。在精确手术定位下，注射材料只需微小的创伤即可到达骨缺损部位，在一定时间里固化并达到合适的机械强度，刺激新骨生成或为成骨细胞提供良好的支架，自身则在缺损修复过程中逐渐降解。目前临床常用的可注射性骨修复材料有磷酸钙骨水泥(CPC)和半水α
‑
硫酸钙(CSH)。CPC具有良好的骨诱导性和骨传导性，但其注射性能差，易塌陷。CSH与水混合后，转化为二水硫酸钙(CSD)，强度高，不易崩塌，但缺乏骨诱导活性。理想的骨缺损修复材料需要生物相容性、骨传导性、骨诱导性等。根据天然骨设计的仿生人工骨结构往往由有机和无机材料构成基本支架，这也是目前骨移植替代物的主要研究方向。水凝胶具有固有的生物相容性、生物降解性和可注射性，可以通过注射器注射，然后自组装成一个完整的物体，封闭缺损的复杂轮廓，实现缺损的完全填充，而且水凝胶做为一个缓释载体，能够使功能材料性能发挥更稳定。此外，水凝胶的其3D微环境可支持细胞粘附和增殖，且其的生物学特性可以进一步调整以匹配靶组织的特性。
[0003]泊洛沙姆是由聚(环氧乙烷)和聚(环氧丙烷)组成的三嵌段共聚物，是一种温敏性合成聚合物，通常用来制备可注射水凝胶。泊洛沙姆通过聚合物内环氧乙烷和环氧丙烷间的亲疏水相互作用，能够在高于其临界溶液温度时形成水凝胶。因此，随着温度改变，泊洛沙姆溶液表现出溶胶－凝胶可逆转变，利用这一特性有望应用于原位骨修复。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种基于泊洛沙姆的可注射骨修复水凝胶制作方法以及使用这种方法制得的可注射骨修复水凝胶，该水凝胶具备温敏可注射性，常温呈液态，体温下呈固态，具有较好的注射性能。
[0005]为达到上述专利技术目的，采用如下技术方案。
[0006]一种基于泊洛沙姆的可注射骨修复水凝胶制作方法，包括如下步骤：
[0007]提供一种羧甲基壳聚糖
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海藻酸钠纳米颗粒，将羧甲基壳聚糖和海藻酸钠乳化后在三聚磷酸钠的作用下交联，获得羧甲基壳聚糖
‑
海藻酸钠纳米颗粒；
[0008]提供一种泊洛沙姆水凝胶，将泊洛沙姆和纳米羟基磷灰石在搅拌条件下混合，获得泊洛沙姆
‑
纳米羟基磷灰石水凝胶；
[0009]提供一种可注射骨修复水凝胶，将所述羧甲基壳聚糖
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海藻酸钠纳米颗粒加入到所述泊洛沙姆
‑
纳米羟基磷灰石水凝胶中，搅拌混合，获得可注射骨修复水凝胶；
[0010]其中泊洛沙姆
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纳米羟基磷灰石水凝胶和可注射骨修复水凝胶在37℃以上为凝胶状态。
[0011]优选地，泊洛沙姆
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纳米羟基磷灰石水凝胶和可注射骨修复水凝胶在20
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37℃(不包含37℃)为液态，37
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45℃为凝胶状态。
[0012]优选地，一种基于泊洛沙姆的可注射骨修复水凝胶制作方法，包括如下步骤：
[0013]取羧甲基壳聚糖和海藻酸钠，加入去离子水搅拌获得混合溶液；加入液体石蜡继续搅拌，然后用超声波振动使其完全乳化；加入表面活性剂继续搅拌后，缓慢滴加三聚磷酸钠溶液，继续搅拌至完全交联；将反应溶液滴至无水乙醇中，离心并去除上清液，洗涤后再悬浮并冷冻干燥即得羧甲基壳聚糖
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海藻酸钠纳米颗粒；
[0014]取泊洛沙姆溶液加入羟基磷灰石，搅拌均匀后加入羧甲基壳聚糖
‑
海藻酸钠纳米颗粒，再次搅拌均匀即得可注射骨修复水凝胶。
[0015]优选地，羧甲基壳聚糖和海藻酸钠的用量比为1
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4mg/mL:0.5
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2mg/mL。
[0016]更优选地，混合溶液中羧甲基壳聚糖溶液的浓度为1
‑
4mg/mL；海藻酸钠溶液的浓度为0.5
‑
2mg/mL。
[0017]优选地，去离子水和液体石蜡的体积比为5
‑
15:2
‑
8。
[0018]优选地，去离子水和表面活性剂Span80的体积比为5
‑
15:0.8
‑
1。
[0019]优选地，泊洛沙姆
‑
纳米羟基磷灰石水凝胶中泊洛沙姆的浓度为22
‑
28wt％。
[0020]优选地，泊洛沙姆
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纳米羟基磷灰石水凝胶中纳米羟基磷灰石的浓度为7
‑
13wt％。
[0021]优选地，羧甲基壳聚糖
‑
海藻酸钠纳米颗粒的浓度为1
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10mg/mL。
[0022]优选地，上述泊洛沙姆为泊洛沙姆407。
[0023]泊洛沙姆407具有温敏性，室温下为液体，随着温度的升高而变成凝胶状态，因此具有良好的注射性能。然而，现有技术中单独使用泊洛沙姆在骨组织工程中的应用受到限制。在本专利技术中，使用具有温度敏感特性的泊洛沙姆做为支架，纳米羟基磷灰石用于提供成骨生成无机成分，并以纳米羧甲基壳聚糖
‑
海藻酸钠纳米粒发挥骨诱导作用，构建出一种注射性能好、具有骨诱导和骨引导作用的骨组织原位修复支架体系。
[0024]优选地，可注射骨修复水凝胶制作方法，包括如下步骤：
[0025]步骤(1)羧甲基壳聚糖
‑
海藻酸钠纳米颗粒的制备：
[0026]准确称取羧甲基壳聚糖和海藻酸钠，加入去离子水，使得羧甲基壳聚糖的浓度为1
‑
4mg/mL，海藻酸钠的浓度为0.5
‑
2mg/mL；在室温下用磁力搅拌器以200
‑
250r/min搅拌1
‑
2h；加入的液体石蜡，去离子水和液体石蜡的体积比为5
‑
15:2
‑
8；搅拌10
‑
20min，然后用超声波振动15
‑
20min，使其完全乳化；加入的表面活性剂Span80，去离子水和表面活性剂Span80的体积比为5
‑
15:0.8
‑
1，调整转速为500
‑
600r/min，继续搅拌30
‑
60min，缓慢滴加1
‑
4mg/mL的三聚磷酸钠溶液，使三聚磷酸钠终浓度达到1
‑
4mg/mL；滴下后调整转速为200
‑
250r/min，继续搅拌1
‑
2h至完全交联；交联反应温度为30
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于泊洛沙姆的可注射骨修复水凝胶制作方法，包括如下步骤：提供一种羧甲基壳聚糖
‑
海藻酸钠纳米颗粒，将羧甲基壳聚糖和海藻酸钠乳化后在三聚磷酸钠的作用下交联，获得羧甲基壳聚糖
‑
海藻酸钠纳米颗粒；提供一种泊洛沙姆
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纳米羟基磷灰石水凝胶，将泊洛沙姆和纳米羟基磷灰石在搅拌条件下混合，获得泊洛沙姆
‑
纳米羟基磷灰石水凝胶；提供一种可注射骨修复水凝胶，将所述羧甲基壳聚糖
‑
海藻酸钠纳米颗粒加入到所述泊洛沙姆
‑
纳米羟基磷灰石水凝胶中，搅拌混合，获得可注射骨修复水凝胶；其中所述泊洛沙姆
‑
纳米羟基磷灰石水凝胶和可注射骨修复水凝胶在37℃以上为凝胶状态。2.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述羧甲基壳聚糖和海藻酸钠的用量比为1
‑
4mg/mL:0.5
‑
2mg/mL。3.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述泊洛沙姆
‑
纳米羟基磷灰石水凝胶中泊洛沙姆的浓度为22
‑<...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞清江，施泽文，竺亚斌，刘辰，庞倩，
申请(专利权)人：宁波大学中国兵器科学研究院宁波分院，
类型：发明
国别省市：